本文選題：蚜蟲 + 胰島素信號通路�。� 參考：《西北農林科技大學》2016年博士論文

【摘要】：蚜蟲,隸屬于半翅目(Hemiptera),是一種身體柔軟的刺吸式口器昆蟲,主要以取食植物韌皮部的汁液為生。蚜蟲具有復雜的生活史,夏季溫暖長光周期條件下主要營孤雌生殖(parthenogenesis),冬季短光照的條件下則通過有性生殖產下卵以來越冬抵御嚴寒。在孤雌生殖階段,蚜蟲通常能夠表現(xiàn)出有翅型和無翅型兩種形態(tài),在環(huán)境適宜的情況下,蚜蟲通常是以無翅型進行繁殖,而當受到包括植物營養(yǎng)惡化、種群密度增加和天敵威脅等外界環(huán)境刺激的時候,則若蚜會長成有翅蚜、或者母蚜產下有翅后代。在蚜蟲的兩種翅型中,其中無翅的蚜蟲具有較強的生殖能力,而有翅的蚜蟲則更善于長距離的遷飛,因此蚜蟲的無翅型和有翅型形成了生殖和遷飛的權衡。這種在昆蟲中由環(huán)境決定的翅的多型現(xiàn)象被稱為翅的非遺傳多型。近期對褐飛虱(Nilaparvata lugens)翅型形成分子機制的研究揭示出胰島素信號通路(insulin signaling pathway,IS)中的胰島素受體(insulin receptors)在其中發(fā)揮開關式的調節(jié)作用。然而,蚜蟲中是否也有胰島素信號通路中的基因參與到了翅型分化的調節(jié)中并不得而知。同時,由于一些種類的蚜蟲是否形成翅的相關結構是由母代決定的,胰島素信號通路中的基因是否也在母代決定子代是否長翅方面發(fā)揮作用同樣值得關注。在本研究中,我們以研究昆蟲多型的模式材料豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum Harris)為研究對象,分別針對母代蚜蟲和子代蚜蟲兩個世代、選取母代翅型決定和子代翅型分化的關鍵時間點,對蚜蟲胰島素通路中的相關基因在不同組織器官的進行表達量的測定,并對獲得的候選基因利用RNA干擾技術進行功能鑒定。研究結果如下:一、除之前研究中獲得的10個胰島素相關蛋白基因(insulin-related peptide genes),從蚜蟲基因組中還獲得了2個胰島素受體基因、1個胰島素受體基物基因(insulin receptor substrate gene)和2個胰島素降解酶基因(insulin-degrading enzyme genes)。二、無論在成蚜還是在若蚜中,胰島素信號通路中的相關基因表達都表現(xiàn)出明顯的組織差異性。三、成蚜在密度處理下,只有Apirp5、Apinr1和Apide1的表達量在處理和對照組之間表現(xiàn)出顯著差異。四、在若蚜翅型分化的過程中,胰島素信號通路中的相關基因在有翅若蚜與無翅若蚜的差異主要集中在若蚜的頭胸部。五、在無翅若蚜和有翅若蚜的比較中,存在差異的基因絕大多數(shù)情況下都是相關基因在無翅若蚜的相對表達量高于有翅若蚜。六、三齡的無翅若蚜比起有翅若蚜體重更重、胚胎發(fā)育速度更快,但是可溶性糖和蛋白質的單位含量卻顯著較低。七、對候選基因Apirp5進行功能驗證顯示,經干擾處理的無翅若蚜呈現(xiàn)出類似于正常有翅若蚜與無翅若蚜比較的趨勢,但是并沒有改變翅型結構的命運,這說明Apirp5可能只是和若蟲生殖的發(fā)育相關,與之前研究者的推測相符。以上結果表明,胰島素信號通路中的Apirp5參與到了表現(xiàn)出翅多型的豌豆蚜的胚胎發(fā)育和代謝調節(jié)中。該研究為首次對蚜蟲胰島素信號通路中的相關基因功能進行研究,并將其與蚜蟲翅的非遺傳多型建立聯(lián)系。
[Abstract]:Aphids are a kind of body - soft stab - sucking mouthparts , which are mainly used in the regulation of fin - type differentiation . In this study , it is also important to study whether the genes involved in the insulin signaling pathway are involved in the regulation of the wing - type differentiation . The results showed that Apirp5 could only be related to the development and metabolic regulation of the aphid .
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S433.39

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本文編號：1934863